JPH11125196A - ファン及び該ファンを採用したシュラウド組立体 - Google Patents

ファン及び該ファンを採用したシュラウド組立体

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JPH11125196A
JPH11125196A JP15776198A JP15776198A JPH11125196A JP H11125196 A JPH11125196 A JP H11125196A JP 15776198 A JP15776198 A JP 15776198A JP 15776198 A JP15776198 A JP 15776198A JP H11125196 A JPH11125196 A JP H11125196A
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band
blade
fan
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width
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Keiseki Cho
慶 錫 趙
Shuretsu Kin
種 烈 金
Tae-Young Park
泰 英 朴
Kiko Kin
基 孝 金
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/325—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans
    • F04D29/326—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans comprising a rotating shroud
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/161—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/164—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of an axial flow wheel

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ファン及び該ファンを採用したシュラウド組
立体を提供する。 【解決手段】 モータの駆動軸に結合されるハブと、前
記ハブの外周面に所定の間隔に離隔設置される複数個の
ブレードと、前記ブレードの自由端を連結するバンドを
含み、前記ブレードの自由端におけるリーディングエッ
ジとトレーリングエッジとの間の軸方向の幅（Ｗ1)は、
前記バンドの幅（Ｗ2)より大きく構成することにより、
ファンの駆動時ブレード自由端から発生するノイズを効
率よく除去し、送風効率を向上させうる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はブレード端部がバン
ドで連結されたファンと、このファンを採用したシュラ
ウド組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０に示されたように従来のファン１
０は、モータまたはエンジンの回転軸に結合されるハブ
１１と、このハブ１１の外周面に等間隔に離隔されて形
成された複数個のブレード１２を含む。そして、前記シ
ュラウド２０は、前記ブレード１２を取囲んで収容する
ハウジング部２１と、前記ハウジング部２１に支持され
てモータ支持部２２を連結する複数個の固定子２３を具
備する。
【０００３】前記ファン−シュラウド組立体の動作にお
いて、前記ファン１０が回転すると、前記ブレード１２
が回転軸と傾くように設置されているので空気の流動が
生じる。この際、ブレード１２により吐出される気流
は、軸方向成分と半径方向成分とを有するが、前記半径
方向の成分は、ファン１０の中心からブレード１２の自
由端に行くほど大きくなる。従って、前記ファン１０の
縁部では、回転軸に対して半径方向の外側に気流が送風
されて、前記シュラウド２０のハウジング部２１の内面
に衝突し、さらには、ファン１０の送風力を減少させる
抵抗力として作用する。このような抵抗力は、ファン１
０の送風効率を低下させるだけでなく、ノイズ発生の原
因となる。
【０００４】また、ファンの回転時に発生するノイズ
は、主として前記ブレード１２の自由端の周りで発生す
る。これはファンの高速回転時に、ブレード１２の自由
端の周りの空気が、当該ブレード１２の正圧面から負圧
面に流動しながら渦流を発生させるからである。このよ
うな渦流は、ファン１０の回転数によりその遠心力が増
加し、該渦流は、前記ファン１０を取囲んでいるシュラ
ウド２０のハウジング部２１と干渉し、回転干渉周波数
(BPF，Blade Passing Frequency ：ファンの回転数×ブ
レード数/60)が増加される干渉ノイズを発生させる。
【０００５】このような問題点を解決するために、ブレ
ードの自由端のリーディングエッジの一部をハウジング
に対して軸方向の上流側に突出させることによりノイズ
を減少させる技術が開示されている。しかし、ブレード
の自由端のトレーリングエッジ部では相変らずシュラウ
ドのハウジングと干渉する干渉ノイズが発生する。この
ようなノイズを減らすために、従来においては、図１１
に示されたように各ブレード１２の自由端を連結するバ
ンド１３を具備した。しかし、この場合、ブレード１２
の自由端の幅、即ち翼弦長(chord lenght ）は、バンド
１３の幅により制限されるので増加させられない。従っ
て、前記翼弦長を増加させることにより得られるノイズ
減少効果が期待できない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
解決するために創案されたものであって、ファンの駆動
時においてブレード自由端から発生するノイズを効率よ
く除去し、送風効率を向上させることができるファン
と、このファンを採用したファンシュラウドの組立体を
提供することをその目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明のファンは、モータの駆動軸に結合されるハブ
と、前記ハブの外周面に所定の間隔に離隔設置される複
数個のブレードと、前記ブレードの自由端を連結するバ
ンドを含み、前記ブレードの自由端におけるリーディン
グエッジとトレーリングエッジとの間の軸方向の幅（Ｗ
1)は、前記バンドの幅（Ｗ2)より大きいことを特徴とす
る。ここで前記バンドの幅（Ｗ2)は、前記ブレード自由
端の軸方向の幅（Ｗ1)と、0.5 Ｗ1 ≦Ｗ2 ＜1.0 Ｗ1 の
関係を有し、さらに望ましくは0.6 Ｗ1≦Ｗ2 ＜0.8 Ｗ1
の関係を有する。また、前記バンドは、前記ブレード
自由端のトレーリングエッジに結合され、前記自由端の
リーディングエッジは、前記バンドから外れるように突
出されている。
【０００８】さらに、前記バンドの空気流入側の円周部
または空気吐出側の円周部から外側に折曲げ延長される
フランジをさらに具備しうる。本発明の他の側面によれ
ば、駆動モータと、前記駆動モータの駆動軸に結合され
るハブと、前記ハブの外周面に所定の間隔に離隔設置さ
れる複数個のブレードと、前記ブレードの自由端を連結
するバンドを有するファンと、前記駆動モータが支持さ
れ、前記ブレード及びバンドを収容するハウジング部を
有するシュラウドとを含み、前記ブレードの自由端にお
けるリーディングエッジとトレーリングエッジとの間の
軸方向の幅 (Ｗ1)は、前記バンドの幅（Ｗ2)より大きい
ことを特徴とするシュラウド組立体が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明を詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の一実施
の形態によるファンとシュラウドとを示す。図面を参照
すれば、シュラウド組立体は、空気の流れを発生させる
ファン３０と、このファン３０を回転させるモータ４０
と、前記ファン３０を収容するように取囲んで空気の逆
流を抑制するシュラウド５０とを含む。
【００１０】前記ファン３０は、モータ４０の回転軸４
１と結合されるハブ３１を有し、該ハブ３１の外周面に
は等間隔に複数個のブレード３２が設置される。この
際、前記ブレード３２は、そのリーディングエッジ３２
ａが空気流入側Ｓｉに位置し、トレーリングエッジ３２
ｂが空気吐出側Ｓｏに位置するように、前記回転軸４１
に対して傾いて形成される。
【００１１】また、前記ブレード３２の自由端は、バン
ド３３により相互連結されている。本発明の特徴によれ
ば、前記各ブレード３２の自由端において、リーディン
グエッジ３２ａとトレーリングエッジ３２ｂとの間の軸
方向の幅 (Ｗ1)は、バンド３３の幅（Ｗ2)より大きい。
従って、前記ブレード３２の自由端は、そのトレーリン
グエッジ３２ｂ側がバンド３３に結合され、そのリーデ
ィングエッジ３２ｂ側がバンド３３から外れて突出され
るように前記バンド３３に結合される。
【００１２】ここで、前記バンドの幅 (Ｗ2)は、ブレー
ド３２の自由端の軸方向の幅（Ｗ1)に対して約0.5 Ｗ1
≦Ｗ2 ＜1.0 Ｗ1 の範囲内で設定されることが望まし
く、本出願人の実験によればさらに望ましくは0.6 Ｗ1
≦Ｗ2 ＜0.8 Ｗ1 の範囲内で設定されることが最上の性
能を示すものと判明した。また、前記ブレード３２の自
由端の断面のキャンバ角とセッティング角とが各々図５
に示されたように限定される時、同一風量の場合、本発
明のファンに対するブレードキャンバ角とセッティング
角とを測定した結果は図６に示すグラフのようである。
従って、ブレード３２のキャンバ角は２０°乃至１０°
の度範が望ましく、回転方向に対するブレードの傾斜角
であるセッティング角は１８°乃至２２°の範囲である
ことが望ましい。
【００１３】また、前記バンド３３の空気流入側Ｓｉの
円周部には、前記空気流入側Ｓｉから空気吐出側Ｓｏに
折曲げ延長されるフランジ３３ａが形成されている。代
案として、前記フランジは、前記バンド３３の空気吐出
側Ｓｏの円周部に形成されても良い。また、図２を参照
すれば、前記シュライド５０は、前記ブレード３２の自
由端に結合されたバンド３３を収容するハウジング部５
１を含み、このハウジング部５１の入口側にガイド部５
２が延設されている。前記ハウジング部５１の内面に
は、空気吐出側Ｓｏから空気流入側Ｓｉに、前記フラン
ジ３３ａと隣接されるように延長されて気流の流れを誘
導する気流案内部５１ａが形成されうる。
【００１４】他の実施の形態によれば、図３及び図４に
示されたように気流案内部５１ａ′が、空気流入側Ｓｉ
から空気吐出側Ｓｏにフランジ３３ａ′に隣接するよう
に形成されても良い。前記ハウジング部，気流案内部及
びガイド部は、前述した実施の形態により限定されず、
空気流入の抵抗を最小化し、空気の逆流を防止しうる構
造なら何れも可能である。
【００１５】このように構成された本発明によるファン
を採用したシュラウド組立体の動作を説明すれば次の通
りである。図１及び図２に示されたモータ４０の回転軸
４１が回転することにより、ファン３０の回転方向に対
して所定角に傾いたブレード３２により、空気が流入側
Ｓｉから吐出側Ｓｏに流動することになる。この際、前
記ブレード３２により吐出される気流は、前述したよう
に軸方向成分，回転方向成分及び半径方向成分である。
しかし、前記軸方向の成分と半径方向の成分との比率は
ブレード３２の各部位に応じて変わるので、吐出される
気流の吐出角も各部位に応じて変わる。
【００１６】このような送風過程において、前記ブレー
ド３２のリーディングエッジ３２ａの先端部は、空気流
入側Ｓｉに突出されて、シュラウド５０のハウジング部
５１から外れているので、ハウジング部５１との相互干
渉が減ってノイズの発生を減少させうる。即ち、前記ブ
レード３２のリーディングエッジ３２ａの先端部から発
生する渦流の境界層の外に前記シュラウドのハウジング
部５１が位置されるので、回転干渉によりノイズの発生
を防止しうる。
【００１７】特に、バンド３３の付着されていないブレ
ード３２の先端部のリーディングエッジ３２ａは、空気
をシュラウド５０の半径方向の内側及び軸方向に効率よ
く流入させる役割をして性能の向上を図ることになる。
そして、前記ブレード３２の先端部に結合されたバンド
３３は、トレーリングエッジ３２ｂによる回転方向成分
及び半径方向成分の空気がハウジング部５１と干渉する
ことにより発生する異常ノイズを減らし、流入側から吐
出側に送風された空気の逆流を防止して送風効率を向上
させうる。また、前記バンドは従来に比べてその幅が狭
く形成されているので素材を節減しうる付加効果も期待
しうる。
【００１８】本願発明者による実験によれば、一定の消
費電力及び一定の風量条件下で、従来のファンと、本発
明によるファンとの回転干渉周波数(Blade PassingFreq
uency；BPF)によるノイズ測定結果を図７に示した。こ
の図に示すように、従来のファン（点線）に比べて本発
明のファン（実線）は、約２dB乃至５dBの干渉ノイズを
減らすことができることが判明した。
【００１９】図８のグラフはブレード３２の自由端にお
けるリーディングエッジ３２ａとトレーリングエッジ３
２ｂとの間の軸方向幅（Ｗ1)とバンド３３の幅（Ｗ2)に
よるモータの消費電力を示す。グラフから分かるよう
に、モータの消費電力は、バンド幅（Ｗ2)が0.5 Ｗ1 ≦
Ｗ2 ＜1.0 Ｗ1 の範囲で減少された。特に、バンド３３
の幅（Ｗ2)が0.6 Ｗ1 ≦Ｗ2 ＜0.8 Ｗ1 の範囲で消費電
力は最小となった。
【００２０】そして、図９に示されたように、ノイズま
たバンドの幅（Ｗ2)は、約0.5Ｗ1 ≦Ｗ2 ＜1.0 Ｗ1 の
範囲で減少され、消費電力と同様にバンド３３の幅（Ｗ
2)は0.6 Ｗ1 ≦Ｗ2 ＜0.8 Ｗ1 の範囲でノイズが最小と
なった。また、Ｗ2＜0.5 Ｗ1 の場合には、ブレードの
先端部とハウジングとの間のギャップを通じて送風され
た空気の逆流が発生されてノイズが増加し、送風効率が
低下された。
【００２１】なお、本発明は図面に示された一実施の形
態に基づき説明したが、この実施の形態は例示的なもの
であってこれに限定されず、本発明が属する技術的範囲
内で当業者により様々に変形可能なのは勿論である。
【００２２】
【発明の効果】以上説明のように本発明によれば、ファ
ンの駆動時においてブレード自由端から発生するノイズ
を効率よく除去して送風効率を向上させることができる
ファンと、このファンを採用したファンシュラウドの組
立体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるファンを採用した
シュラウド組立体の分離斜視図である。
【図２】図１に示されたシュラウド組立体の断面図であ
る。
【図３】本発明の他の実施の形態によるシュラウド組立
体を示す一部斜視図である。
【図４】図３の断面図である。
【図５】ブレードの自由端のキャンバ角とセッティング
角とを限定した図面である。
【図６】本発明によるファンの無次元半径とキャンバ角
及びセッティング角を示すグラフである。
【図７】本発明によるシュラウド組立体の干渉回転周波
数によるノイズを示すグラフである。
【図８】本発明によるファンを採用したシュラウド組立
体の消費電力とバンド幅との関係を示すグラフである。
【図９】本発明によるファンを採用したシュラウド組立
体のノイズとバンド幅との関係を示すグラフである。
【図１０】従来の技術によるファンが採用されたシュラ
ウド組立体を示す断面図である。
【図１１】従来の他の技術によるファンが採用されたシ
ュラウド組立体を示す断面図である。
【符号の説明】
３０... ファン ３１... ハブ ３２... ブレード ３２ａ..リーディングエッジ ３２ｂ..トレーリングエッジ ３３... バンド ４０... モータ ４１... 回転軸 ５０... シュラウド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朴 泰 英 大韓民国 大田廣域市 大▲徳▼區 新一 洞 168 ９−１番地 (72)発明者 金 基 孝 大韓民国 大田廣域市 大▲徳▼區 新一 洞 168 ９−１番地

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モータの駆動軸に結合されるハブと、 前記ハブの外周面に所定の間隔に離隔設置される複数個
    のブレードと、 前記ブレードの自由端を連結するバンドを含み、 前記ブレードの自由端におけるリーディングエッジとト
    レーリングエッジとの間の軸方向の幅（Ｗ1)は、前記バ
    ンドの幅（Ｗ2)より大きいことを特徴とするファン。
  2. 【請求項２】 前記バンドの幅（Ｗ2)は、前記ブレード
    自由端の軸方向の幅（Ｗ1)と0.5 Ｗ1 ≦Ｗ2 ＜1.0 Ｗ1
    の関係を有するように形成されることを特徴とする請求
    項１に記載のファン。
  3. 【請求項３】 前記バンドの幅（Ｗ2)は、前記ブレード
    自由端の軸方向の幅（Ｗ1)と0.6 Ｗ1 ≦Ｗ2 ＜0.8 Ｗ1
    の関係を有するように形成されることを特徴とする請求
    項２に記載のファン。
  4. 【請求項４】 前記バンドは、前記ブレード自由端のト
    レーリングエッジに結合され、前記自由端のリーディン
    グエッジは前記バンドから外れるように突出されている
    ことを特徴とする請求項２に記載のファン。
  5. 【請求項５】 前記ブレードの自由端のリーディングエ
    ッジが、前記バンドから外れて空気流入側に突出されて
    いることを特徴とする請求項１に記載のファン。
  6. 【請求項６】 前記バンドの空気流入側の円周部または
    空気吐出側の円周部から外側に折曲されて延長されるフ
    ランジをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の
    ファン。
  7. 【請求項７】 駆動モータと、 前記駆動モータの駆動軸に結合されるハブと、前記ハブ
    の外周面に所定の間隔に離隔設置される複数個のブレー
    ドと、前記ブレードの自由端を連結するバンドを有する
    ファンと、 前記駆動モータが支持され、前記ブレード及びバンドを
    収容するハウジング部を有するシュラウドとを含み、 前記ブレードの自由端におけるリーディングエッジとト
    レーリングエッジとの間の軸方向の幅（Ｗ1)は、前記バ
    ンドの幅（Ｗ2)より大きいことを特徴とするシュラウド
    組立体。
  8. 【請求項８】 前記バンドの幅（Ｗ2)は、前記ブレード
    自由端の軸方向の幅（Ｗ1)と0.5 Ｗ1 ≦Ｗ2 ＜1.0 Ｗ1
    の関係を有するように形成されることを特徴とする請求
    項７に記載のシュラウド組立体。
  9. 【請求項９】 前記バンドの幅（Ｗ2)は、前記ブレード
    自由端の軸方向の幅（Ｗ1)と0.6 Ｗ1 ≦Ｗ2 ＜0.8 Ｗ1
    の関係を有するように形成されることを特徴とする請求
    項８に記載のシュラウド組立体。
  10. 【請求項１０】 前記ブレードの自由端のリーディング
    エッジが、前記バンドから外れて空気流入側に突出され
    ていることを特徴とする請求項７に記載のシュラウド組
    立体。
  11. 【請求項１１】 前記バンドは、前記ブレード自由端の
    トレーリングエッジ側に結合され、前記自由端のリーデ
    ィングエッジは、前記バンドから外れるように突出され
    ていることを特徴とするシュラウド組立体。
  12. 【請求項１２】 前記バンドの空気流入側の円周部また
    は空気吐出側の円周部から外側に折曲げ延長されるフラ
    ンジと、 前記ハウジング部の内面から前記フランジ側に延長され
    て空気の流れを案内する気流案内部とをさらに含むこと
    を特徴とする請求項７に記載のシュラウド組立体。
  13. 【請求項１３】 前記シュラウドは、前記ハウジング部
    から延長されるガイド部をさらに含むことを特徴とする
    請求項１２に記載のシュラウド組立体。
JP15776198A 1997-06-05 1998-06-05 ファン及び該ファンを採用したシュラウド組立体 Pending JPH11125196A (ja)

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KR1019970023377A KR100467331B1 (ko) 1997-06-05 1997-06-05 휀과,휀쉬라우드조립체
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